電動機在工農業生產中被廣泛應用,但是其高故障率對工農業生產造成巨大的經濟損失。因此,在分析傳統電動機保護裝置不盡完善的基礎上,研制功能完善、可靠性高的電動機保護裝置已經成為必要。 本文在查閱了大量文獻資料的基礎上,介紹了微機保護的發展歷史、技術特點和發展方向,結合實際科研課題,在理論聯系實際的基礎上,設計并實現了硬件以TMS320F206處理器為核心,軟件以傅氏算法為核心的新型電動機微機保護測控系統。 文中首先運用對稱分量法對電動機的三相短路、兩相短路、單相接地短路和斷相等常見對稱和不對稱故障進行了分析,在結合電動機微機保護原理的基礎上,提出了可靠性高、實用性強的電動機微機保護方案。然后根據微機保護系統的快速、準確的發展趨勢和DSP數字信號處理芯片的特點,設計并實現了一種DSPTMS320F206+單片機8051雙CPU結構的電動機微機保護測控裝置。DSP作為主CPU芯片主要完成數據采集、數據處理和保護等功能,8051作為從CPU主要完成鍵盤處理、液晶顯示處理和通訊等人機對話功能。此雙CPU結構具有并行工作、分工合作的優點,既保證了繼電保護的速動性、選擇性、靈敏性和可靠性,又實現了實時測量的高精度。文中對此裝置硬件系統的設計進行了詳細的分析,并結合對微機保護數據處理算法和電動機微機保護原理的研究,設計了保護裝置的軟件系統,二者都采用了模塊化的結構設計方法,可移植性強。 通過對設計成的保護裝置樣機進行調試和分析,初步驗證了系統硬件部分和軟件部分設計的正確性;通過靜態模擬實驗,初步驗證了保護裝置的可靠性。
上傳時間: 2013-05-29
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智能建筑弱電建筑弱電工程設計手冊,主要講述安防行業對于建筑弱點布線知識
上傳時間: 2013-07-06
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繼電保護裝置是保證電力系統安全穩定運行的重要裝置之一,近幾年來,隨著變電站綜合自動化技術的發展及其在全國變電站的推廣,研究和開發集保護、測量、控制和通訊于一體的微機測控保護裝置已成為各國電力部門的普遍要求。 本文首先對研究丌發的35kV線路微機測控保護裝置的軟硬件做了簡述,介紹了本裝置所采用的保護算法,并給出了保護的流程圖和邏輯框圖。隨后介紹了我國變電站自動化通信系統中正在應用的幾種常用電力遠動規約,詳細介紹了目前使用比較廣泛的繼電保護通信規約IEC 60870-5-103,對規約的應用層功能、鏈路傳輸規則、103規約三層參考模型及通訊幀格式進行了詳細的分析,并給出了103規約在35kV線路微機測控保護裝置上的實現,上位機軟件基于Visual C++6.0編程,采用SQLServer作為數據庫服務器軟件。 最后,本文對裝置進行了專業測試,測試結果表明,本裝置能實現基本的保護功能以及實現遙控、遙信、遙測等通信功能,與傳統微機保護裝置相對比本裝置具有測量精度高、動作迅速可靠、可以進行遠程通信等優點。
上傳時間: 2013-04-24
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變電站自動化系統在我國應用發展十多年來,為保障電網安全經濟運行發揮了重要作用。但目前也多少存在著二次接線復雜,自動化功能獨立、堆砌,缺少集成應用和協同操作,數據缺乏有效利用等問題。這些問題大多是由變電站整體數字化水平不高、缺乏能夠完備實現信息標準化和設備之間互操作的變電站通信標準造成的。 電力工業發展和市場化改革的深入對供電質量和電網安全經濟運行的要求不斷提高,作為輸配電系統的信息源和執行終端,變電站數字化、信息化的要求越發迫切,數字化變電站成為變電站自動化系統的發展方向。電子式電流/電壓互感器、智能開關等智能化一次設備的誕生使建設數字化變電站成為可能,高速、可靠和開放的通信網絡以及完備的通信系統標準是數字化變電站實現的保障,特別是最新頒布的變電站通信網絡與系統的國際標準-IEC 61850為建設數字化變電站提供了全面規范。本文以IEC 61850和基于IEC 61850的數字化變電站通信網絡為研究對象,結合新架構的全網絡化數字保護平臺與試驗系統研制的具體實踐,展開專門研究,主要內容包括: ◇ IEC 61850的理論分析①揭示了IEC 61850與數字化變電站的內在關聯。 ②總結了IEC 61850的內涵,通過分析說明IEC 61850不再是簡單的通信協議,更多意味的是變電站自動化系統的功能建模方法。 ③歸納了IEC 61850的主要技術特征,包括功能分層的變電站、面向對象的信息模型、功能與通信的解耦、變電站配置語言和面向對象的數據自描述等。 ④從“類”的角度入手分析了IEC 61850信息模型,指出信息模型具備了類的共性和特性。以合并單元為例,對信息模型的屬性和服務進行了具體分析。 ◇ IEC 61850的應用研究①從系統和設備兩個層面總結了實踐IEC 61850的一般步驟。 ②分析了采樣值傳輸(SVC)和通用變電站事件(GSE)2類重要的通信服務。 ③研究了核心ACSI、GOOSE、SMV、GSE管理、GSSE,時間及時間同步等通信模型的特殊通信服務映射。 ④討論了信息模型實體的構建方法,即如何讓設備的實際功能、運行機制和數據能夠準確和完備的實現設備對應信息模型的所有細節。IEC 61850沒有對實現標準的具體方法作出規定,這給各廠商在技術實現上留出了足夠的自由發揮空間。但同時我們注意到若僅在“形態”層面上實踐IEC 61850,而不顧及IEC 61850的內涵和應用價值,則可能無法實現IEC 61850的預定目標或使IEC 61850的有益效果大打折扣。出于如此考慮,在提出3種可能的構建方案的基礎上,經過分析從中選擇出作者認為最優的方案,并給出了示例。 ◇基于IEC 61850的數字化變電站通信網絡(CNDS)的研究①在分析以太網介質訪問控制方法的基礎上,針對標準以太網存在延時不確定的問題,總結了提高以太網實時性能的主要措施,并從中選擇出適用于CNDS的措施。 ②分析了CNDS的特征,特別是與同樣基于以太網的一般局域網的區別,針對CNDS在網絡可靠性和安全性等方面的特殊要求,提出了應對措施和解決方案。 ③提出了過程子網和全站惟一網絡2種組網方案。通過分析各自的特點與實現難度,指出過程子網目前較易實現,而全站惟一網絡將憑借信息高度共享等優勢成為CNDS的最終形態。闡述了VLAN、由交換機實現網絡冗余等組網技術在SAS中的應用方法及IED自身通信冗余的實現方法。 ④歸納了CNDS數據流的類型和到達時間規律:建立了簡單數據流模型為表征數據流、研究數據流業務特征和分析CNDS性能提供了有用工具;分析了TcP協議及其運行機制,提出了TcP應用于CNDS的優化方法。 ⑤利用OPNET網絡仿真技術,建立了EMAC和TCP/IP仿真節點模型,對以太網、TCP和交換式以太網的基本特征等進行了仿真研究;依據CNDS實際承載的功能,建立了過程子網和站級網絡的動態仿真模型,圍繞網絡延時和端到端延時等網絡性能指標,對不同組網方式和應用功能下的網絡性能進行了考察,得出了具有普遍適用性的結論和建議,為分析解決此類問題提供了通用方法。 ◇可接入CNDS的全網絡化數字保護平臺與試驗系統的設計與實現①闡述了一種新架構的、能夠無縫接入CNDS并具有多種運行方式的全網絡化數字保護平臺與試驗系統的軟硬設計和實現方法。提出了適用于數字保護的RTOS多任務劃分方法。 ②以饋線保護測控裝置為例,建立了平臺的IEC 61850信息模型。以此為基礎,在平臺內部實現了利用SMV和GOOSE報文傳輸采樣值和開入/開出信息,即實現了遵循IEC 61850的過程層通信,為平臺接入IEC 61850系統和數字化變電站做好了準備。 ③進行了保護測量功能和過程層通信試驗,驗證了平臺的可用性和過程層通信的可靠性,為類似設計方法在間隔層IED上的應用提供了可信依據。
上傳時間: 2013-05-28
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隨著經濟的發展、生產管理自動化水平的不斷提高,將傳統的儀表、現場總線和以太網技術相結合,研制帶有總線接口的現場智能檢測儀表及遠程網絡傳輸系統成為業界關注的熱點。本文對困內外該課題的研究現狀進行了詳細分析,提出了一種基于CAN總線的智能儀表遠程傳輸系統的設計方案。 本文首先分析了課題的關鍵問題所在,并闡述了系統的總體設計方案。接著對系統的軟硬件設計進行了詳細的論述。在設計中選用C8051F040單片機作為現場智能檢測儀表的核心處理器,設計了信號調理電路、CAN總線接口電路和人機交互接口等,實現了對水體環境中溫度、pH、鹽度、濁度等常規參數的檢測,以此儀表作為CAN總線節點并通過CAN接口向總線發送檢測到的參數數據。還設計了基于ARM7處理器LPC2292嵌入式CAN—Ethernet網關。在網關硬件平臺設計完成的基礎上移植了嵌入式實時操作系統μC/OS—Ⅱ,在此基礎上實現了一個經過裁剪的適合嵌入式系統應用TCP/IP協議棧,并實現了嵌入式Web服務器,以此網關作為CAN總線主節點接收總線上的數據并保存在網關中。這樣,監控中心管理人員通過IE瀏覽器訪問嵌入式CAN—Ethernet網關的Web服務器,就能夠在瀏覽器的Web頁面上動態顯示保存在網關中的智能儀表檢測的實時數據。 本系統在實際測試中運行穩定可靠,通過對運行結果和性能的分析可知,將工業以太網和CAN總線技術與智能儀表結合起來,將現場智能設備的各種信息傳到遠離現場的控制室,可以實現某些特殊或危險的無人值守場合的監控,使生產中的事故降到最低點,同時易于設備的后期維護,能給企業帶來可觀的經濟效益。同時本系統是一個全開放式系統,具有很強移植性和技術升級空間,可以很容易地應用到其他監控領域如國防軍工、海洋地質、環境生態等各行各業,具有良好的發展前景。
上傳時間: 2013-04-24
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多電平逆變器中每個功率器件承受的電壓相對較低,因此可以用低耐壓功率器件實現高壓大容量逆變器,且采用多電平變換技術可以顯著提高逆變器輸出電壓的質量指標。因此,隨著功率器件的不斷發展,采用多電平變換技術將成為實現高壓大容量逆變器的重要途徑和方法。本文選取其中一種極具優勢的多電平拓撲結構一級聯多電平變頻器作為研究對象,完成了其拓撲結構、控制策略及測控系統的設計。 @@ 首先,對多電平變頻器的研究意義,國內外現狀進行了分析,比較了三種成熟拓撲結構的特點,得出了級聯型多電平變頻器的優點,從而將其作為研究對象。對比分析了四種調制策略,確定載波移相二重化的調制方法和恒壓頻比的控制策略,進行數學分析和理論仿真,得出了選擇的正確性及可行性。并指出了級聯單元個數與載波移相角的關系和調制比對輸出電壓的影響;完成了級聯變頻器數學模型的建立和死區效應的分析。 @@ 其次,完成了相關硬件的設計,包括DSP、CPLD、IPM的選型,系統電源的設計、檢測(轉速、電流、電壓、故障)電路的設計、通信電路的設計等。用Labwindows/CVI實現了上位機界面的編寫,實現了開關機、設定轉速、通信配置、電壓電流轉速檢測、電流軟件濾波、諧波分析。編寫了下位機DSP的串口通信、AD轉換、轉速檢測(QEP)以及部分控制程序。 @@ 最后,在實驗臺上完成硬件和軟件的調試,成功的實現了變頻器載波移相SPWM的多電平輸出,并驅動異步電機進行了空載變頻試驗,測控界面能準確的與下位機進行通信,快捷的給定各種控制命令,并能實時的顯示變頻器的輸出頻率、輸出電壓和輸出電流,為實驗調試增加了方便性,提高了工作效率。 @@關鍵詞:級聯多電平逆變器;載波移相;IPM;DSP;Labwindows/CVI;測控界面
上傳時間: 2013-04-24
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隨著21世紀的到來,特別是近年來現代高科技和信息技術正在由智能大廈走向智能化住宅小區,進而走進家庭。人們對家居生活環境的要求也越來越高,并將注意力越來越多的放在了生活環境的安全性、舒適性和便利性上。 家居無線監控問題是當今國際建筑智能化領域的前沿性研究課題。無線傳感網絡的出現克服了家庭中布線的煩瑣,充分體現了智能家居系統的靈活、方便、高效。本項目研究開發了基于ZigBee技術和Internet技術的智能家居監控系統,將Internet的遠程監控與ZigBee短距離控制相結合,實現系統的家居無線控制和數據采集,避免了綜合布線,可擴展性好。 本文首先進行系統總體設計,結合底層ZigBee無線傳感網絡的特點和系統總體網絡監控的要求,將該系統設計分為四部分:無線傳輸模塊、數據處理模塊、以太網傳輸模塊、上位機顯示界面。然后對ZigBee協議標準做了全面地研究分析,同時給出了基于CC2430的無線傳輸模塊的軟硬件設計和星型網絡搭建,并給出了測試結果。接著設計了基于TMS320F2812的數據處理模塊,給出了硬件電路和外圍輔助電路設計方案,并為其移植了實時操作系統μc/OS-Ⅱ。本設計完成了基于RTL8019AS的以太網傳輸模塊設計和系統的以太網通信程序的設計,實現了從底層ZigBee無線傳感網絡的數據采集最終到監控機的數據傳輸并測試成功。最后在VC++6.0環境下,應用Windows Sockets套件接口開發顯示界面對底層采集的數據分類顯示。 整個智能家居監控系統能夠對家用電器的完成開關量的控制,還能夠對三 表(水表、電表、燃氣表)進行無線抄表,最重要的是可監測來自家庭安防傳感器(火警、煤氣泄露)的數據,以備物業等部門監控。通過測試后,證實了設計方案的正確性,結果滿足系統設計要求,該設計具有一定的新穎性和實用性。關鍵詞:智能家居,ZigBee,數據處理,μC/OS-Ⅱ,Windows Sockets
上傳時間: 2013-06-28
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本文以單元機組協調控制系統為研究對象,在分析了協調控制系統特性的基礎上,總結了實際運行的協調控制系統中存在的問題和影響控制效果的原因。把汽包鍋爐單元機組簡化為一個具有雙輸入、雙輸出的被控對象以及做了一些合理假設的前提下對協調控制系統建立的動態數學模型進行分析。 從快速滿足電網負荷指令的需求,抑制各種干擾,保證機組的穩定運行的中心任務出發,首次提出采用智能PID控制器作為汽機的主控制器,解決常規單自由度PID控制器不能兼顧目標跟蹤特性和抗干擾特性的問題,并在一定程度上解決了協調控制系統對鍋爐前饋回路過分依賴的問題。 針對鍋爐對象大遲延特性,利用模糊預估策略對過程的輸出進行預測。補償了鍋爐側純延遲帶來的不利影響;而且還具備了模糊控制不依賴于系統的數學模型,具有對系統參數變化不敏感,對于非線性、時變時滯等特性,呈現出較好的魯棒性等特點,當出現較大的誤差時,可以把系統從很大的偏離中拉回來,提高了系統的響應速度和安全性。仿真試驗表明采用模糊預估能夠降低系統的超調,取得較好的控制效果。 由于單元機組中的鍋爐與汽機為強耦合系統,為了實現一對一的單一控制,決定采用神經網絡多變量解禍控制,通過仿真證明,達到了很好的解耦效果。 為了從全局上優化系統的控制行為,采用模糊控制策略對鍋爐和汽機的指令進行智能化的調整和約束。根據不同的負荷階段、主要參數的變化情況及時調整有關的指令,使協調控制系統向著有利于全局優化的方向調節。 本文將神經網絡、模糊控制思想引入協調控制系統,并在此基礎上構造神經網絡、模糊自適應控制的智能PID控制方案。通過理論分析和仿真實驗證明了這一控制方法在電廠協調控制系統中的實用價值,和傳統的PID控制比較,這種智能控制算法有效的提高了負荷的響應速率,保證了系統的品質,取得了很好的控制效果。
上傳時間: 2013-04-24
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在能源日漸枯竭、環境污染日益嚴重的今天,太陽能作為一種新興的綠色能源,以其取之不竭、用之不盡、無污染等優點,受到人們越來越多的重視。作為太陽能利用的一種有效方式,光伏發電技術得到了迅速地發展。 光伏充電控制系統是光伏發電系統中重要的組成部分,光伏電池將太陽能轉變為電能,蓄電池將轉化出來的電能儲存起來,充電控制系統在該過程中起著樞紐作用。本文以光伏充電控制系統作為研究對象,從系統的參數選擇、拓撲結構、控制策略、最大功率跟蹤及蓄電池的保護等方面作了詳細的分析和研究。論文主要工作如下: 1)本文詳細介紹了最大功率點跟蹤技術在光伏充電系統中的應用,分析和比較了常用的最大功率點跟蹤方法的優缺點,討論了一種改進的MPPT算法--“山峰”逼近法。與原有的跟蹤方法相比,該方法具有良好的啟動特性,最大功率點跟蹤精度、系統對外界條件變化的響應速度和運行的穩定性都有一定的提高。仿真結果表明這種算法能夠準確地找到最大功率點。 2)通過對蓄電池充電特性和常用充電方法的分析,制定了本文所采用光伏充電方法,其充電過程分為最大功率充電、恒壓充電和浮充電三種狀態。該方法綜合了恒流充電快速、安全的優點和恒壓充電能夠控制過充電以及在浮充狀態保持電池100%電量的優點。 3)分析和比較了不同光伏充電控制系統的結構、性能和特點,確定采用Buck拓撲作為智能光伏充電系統的主電路結構,該電路結構簡單,運行可靠,可以滿足最大功率跟蹤和光伏充電的要求。給出了該系統主電路、控制電路各元件參數的選擇和系統的軟件設計流程圖。 4)根據前面的理論研究,本文設計制作了智能光伏充電控制系統的實驗樣機,并進行了實驗研究,獲得了良好的實驗結果。
上傳時間: 2013-07-20
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隨著科學技術的發展,汽車結構不斷完善,人們對汽車的性能更加關注。汽車本身是一個復雜的系統,在使用過程中,隨著行駛里程的增加和使用時間的延續,汽車技術狀況可能不斷惡化,需要定期進行檢測。汽車底盤測功機是一種不解體檢驗汽車性能的檢測設備,采用現代電測和計算機技術,模擬汽車在各種路面行駛阻力,使汽車的道路試驗項目移至室內進行,減少室外環境變化對測試的影響,能夠很好的改善試驗人員的試驗環境和提高測試精度。 本文首先介紹了汽車底盤測功機的發展歷史和研究現狀,闡明了研究汽車底盤測功機測控系統的目的和意義,給出了汽車底盤測功機的結構和工作原理,在詳細分析汽車道路上和底盤測功機上運行受力情況的基礎上,建立了測功機電模擬模型。采用電模擬阻力加載裝置,不僅省去了繁瑣的慣性飛輪裝置,簡化了底盤測功機的結構,而且實現了慣性阻力的無級模擬。在系統硬件上,設計了轉速轉矩信號的采集電路和前端信號處理電路,提高了采集數據的準確性,保證系統的精度,并給出了勵磁控制電路的設計與實現。在通訊上,設計CAN和USB互相轉化的接口電路,不僅實現上下位機之間的通訊,而且還突破了傳統底盤測功機上下位機通訊速率慢的瓶頸。在控制策略上,采用積分分離PID算法,實現轉速、勵磁電流和轉矩、勵磁電流的兩個雙閉環控制器,滿足了汽車底盤測功機不同運行狀況的需求。在軟件上,采用模塊化編程的思想,從而增強了程序的可移植性和靈活性。最后,構建了實驗平臺,對系統進行了實驗研究,實驗結果表明:系統能滿足汽車性能測試的要求。
上傳時間: 2013-06-12
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